package com.since.data_structure.tree.avltree;

/**
 * Created by Sincerity on 2020/5/28.
 * 描述： AVL树
 */
class AVLTree {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {4,3,6,5,7,8};
        //int[] arr = { 10, 12, 8, 9, 7, 6 };
        int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
        //创建一个 AVLTree对象
        BinaryAVLTree avlTree = new BinaryAVLTree();
        //添加结点
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            avlTree.add(new Node(arr[i]));
        }

        //遍历
        System.out.println("中序遍历");
        avlTree.infixOrder();

        System.out.println("在平衡处理~~");
        System.out.println("树的高度=" + avlTree.getRoot().height()); //3
        System.out.println("树的左子树高度=" + avlTree.getRoot().leftHeight()); // 2
        System.out.println("树的右子树高度=" + avlTree.getRoot().rightHeight()); // 2
        System.out.println("当前的根结点=" + avlTree.getRoot());//8


    }
}

class BinaryAVLTree {
    Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    /**
     * 查找节点
     *
     * @param value 需要查找的节点的值
     * @return 返回找到的节点 反之null
     */
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    /**
     * 删除节点
     *
     * @param value 需要删除节点的值
     */
    public void deleteNode(int value) {
        if (root != null) {
            //先找到需要删除的节点
            Node targetNode = search(value);
            if (targetNode == null) return;
            if (root.left == null && root.right == null) {
                //找到需要删除的节点,这个节点不为空并且这个节点没有左子树和右子树 那就说明这个节点是根节点
                root = null;
                return;
            }
            //找到需要删除节点的父节点
            Node parent = searchParent(value);
            //删除的节点是叶子节点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                //判断需要删除的节点在父节点的左子节点还是右子节点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                    parent.left = null;  //如果在左边 将左子节点置空就表示删除了
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                    parent.right = null;
                }
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) { //表示这个节点有二个叶子节点
                targetNode.value = deleteLeftTreeMax(targetNode.left);
            } else {//该节点有一个叶子节点
                if (targetNode.left != null) { //假如叶子节点是左子节点
                    if (parent != null) {
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else {
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                } else {//删除的节点是右子节点
                    if (parent != null) {
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.right;
                        } else {
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }
            }

        }
    }

    /**
     * 从左边找找到最大的那个值删除最大值
     *
     * @param left 根节点
     * @return 找到最大节点的值
     */
    private int deleteLeftTreeMax(Node left) {
        Node target = left;
        while (target.right != null) {
            target = target.right;
        }
        deleteNode(target.value);
        return target.value;
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (root != null) {
            root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉排序树为空，不能遍历");
        }
    }
}

class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    //左子树的高度
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    //右子树高度
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }

    //树的高度
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    //左旋
    private void leftRotate() {
        //创建新的节点 是当前根节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        //把新的节点的左节点设置成当前节点的左子树
        newNode.left = left;
        //把新的节点的右子树设置成当前节点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        //把当前节点的值替换成右子树的值
        value = right.value;
        //把当前节点的右子树设置成当前节点右子树的右子树
        right = right.right;
        //再把当前节点的左子树设置成新的节点
        left = newNode;
    }

    //右旋
    private void rightRotate() {
        //创建新的节点 是当前节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        //把新节点的右节点设置成当前节点的右子节点
        newNode.right = right;
        //把新节点的左子树设置成当前节点的左子树的左子节点
        newNode.left = left.left;
        //把当前节点的值替换成左子树的值
        value = left.value;
        //把当前节点的左子树设置成当前节点左子树的左子树
        left = left.left;
        //再把当前节点的右子树设置成新的节点
        right = newNode;
    }

    /**
     * 查找当前值得父节点
     *
     * @param value 需要查找的节点的值
     * @return 找到返回父节点
     */
    public Node searchParent(int value) {
        if ((this.left != null && this.left.value == value) || this.right != null && this.right.value == value) {
            return this;
        } else {
            if (value < this.value && this.left != null) {
                return this.left.searchParent(value);
            } else if (value >= this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                return null;
            }
        }
    }

    /**
     * 查找节点
     *
     * @param value 查找节点的值
     * @return 返回找到的节点
     */
    public Node search(int value) {
        if (value == this.value) {
            return this;
        } else if (value < this.value) {
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            return this.left.search(value);
        } else {
            if (this.right == null) return null;
            return this.right.search(value);
        }
    }

    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        //左子树
        if (node.value < this.value) {
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                //递归去查找左子树为空的节点
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                this.right.add(node);
            }
        }
        //右旋
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                left.leftRotate();
            }
            rightRotate();
            return;
        }
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
                right.rightRotate();
            }
            leftRotate();
        }
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }
}
